炭黑的作用与性能指标

炭黑（也称碳黑）是由烃类化合物（液态或气态）经过不完全燃烧或热裂解形成的近似于球体的胶体粒子，以聚集体形式存在，表观呈纯黑色粉状或者粒状。产品的粒径、结构和表面活性根据原料、制造方法和生产工艺的不同而有很大差异。炭黑的主要成分是碳，同时包含微量氢、氧、灰份和水份。

炭黑的历史是什么？

炭黑的历史由来已久，中国是世界上最早发现并生产炭黑的国家，距今已有三千多年的历史。最开始炭黑这种物质只用于制墨。随着工业的快速发展，炭黑也被应用到其他的领域当中，同时也在不断改善炭黑的生产技术。从20世纪50年代初，先后成功研发了槽法炭黑、滚筒法炭黑、混气炭黑和气炉法炭黑，炭黑的生产技术越来越成熟，近年来更是得到了飞跃的发展。

我国古代就在炭黑的提取技术上有了不小的成就，制墨工艺更是为世界文化做出了贡献。国外炭黑的制造，是由我国传入日本、东方各国，然后传到希腊、罗马，最后传入欧洲的。我国的炭黑产量一直居于世界先进水平，基本满足了各个行业的需求，还出口日本、韩国、东南亚等国。我们更是吸取国外的先进技术，增加了炭黑的品种，在质量和环保问题上都取得了突破。

随着各种技术的不断完善，目前的炭黑品种主要有导电炭黑、橡胶炭黑、色素炭黑、乙炔炭黑、喷雾炭黑、水泥砂浆炭黑、热裂解炭黑、半补强炭黑以及特种炭黑，这些炭黑的特性各不相同，所应用到的领域也不同。

炭黑的作用有哪些？

主要用作橡胶的补强剂和填料，其消耗量约为橡胶消耗量的一半，橡胶用炭黑占炭黑总量的94％，其中约60％用于轮胎制造。此外，也用作油墨、涂料和塑料的着色剂以及塑料制品的紫外光屏蔽剂。许多其他制品，如电极、干电池、电阻器、炸药、化妆品及抛光膏中，也是重要的助剂。

橡胶用炭黑如轮胎行业，橡胶密封件，减震件等等，橡胶制品中配合一定量的炭黑可以起到补强和填充作用以改善橡胶制品的性能。

炭黑的性能指标有哪些？

1. 粒径

炭黑的粒径是表示碳黑原生粒径，它是通过电子显微镜测试的，是一定颗数粒径的平均值。

2. 着色力

又称着色强度。是将白色或彩色颜料和炭黑混合时，炭黑的着色能力。也就是炭黑使混合物系光吸收作用提高的程度。它通常是用百分数的形式来表现，可以通过使用黑度反射仪测量炭黑冲淡色浆得出的数据来衡量。

3. 比表面积 

炭黑比表面积是指单位质量或单位体积内炭黑粒子表面积的总和，单位为m2/g 。比表面积与粒径一样是炭黑的基本性能之一。一般来说，表面相对较光滑的炭黑（如橡胶用炭黑）比表面积与粒径正好成反比，即粒径越小比表面积越大，反之亦然。所以，如把炭黑粒子假定为球形，可由粒径的数据计算比表面积。 

炭黑的比表面积分为外比表面积（或称光滑比表面积），内比表面积（或称孔隙内比表面积）和总比表面积。总比表面积等于外比表面积和内比表面积的总和。比表面积的测定方法很多，常用的有氮吸附法（BET法）,吸碘值法，CTAB法（大分子吸附法），t值法以及电子显微镜法等。

4. DBP吸收值 

炭黑的结构可以用DBP（邻苯二甲酸二丁酯）吸收值来测量。根据经验，低结构颜料炭黑中，每100g炭黑的DBP吸收值应不高于70ml；而高结构颜料炭黑中，每100g炭黑的DBP吸收值应不低于110ml。中结构炭黑则居于两者之间。结构对颜料炭黑应用性有实质性的影响。

5. PH值 

pH值和表面官能团数量有关。炉法炭黑表面官能团少，并存在少量的可溶性盐，因此炭黑本身多呈中性或碱性。为了改善炭黑的粘性，稳定性以及流动性， 有些色素炭黑可通过表面处理来改变表面官能团数量，从而呈酸性。

6. 密度

单位体积碳黑的重量即：（克/升），是表示各种型号碳黑所占空间的大小，造粒度愈大，其表现密度也越大，反之则小，造粒度对碳黑的分散性有影响。